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Temperature dependence of equilibrium and rate constants of reactions inducing conversion between hydrated electron and atomic hydrogen

水和電子-水素原子の変換を行う反応の平衡定数と速度定数の温度依存性

白石 浩二; G.R.Sunaryo*; 石榑 顕吉*

not registered; G.R.Sunaryo*; Ishigure, Kenkichi *

原子炉一次冷却水の放射線分解に於いて重要な反応に関する基礎データを得る事を目的として、水和電子と水素原子の間の平衡反応(e$$^{-aq}$$+H$$^{+}$$$$Leftrightarrow$$H及びe$$^{-aq}$$+NH$$_{4+}$$$$Leftrightarrow$$H+NH$$_{3}$$)について250$$^{circ}$$Cまで測定を行った。水素原子の解離定数pK$$_{a}$$(H)は、25$$^{circ}$$Cでは9.6であるが250$$^{circ}$$Cでは6.24$$pm$$0.09まで低下する事がわかった。しかし、pK$$_{a}$$(H)のファントホフプロットは下に凸の曲率を示し、高温では水の誘電率が低下するため、(室温近傍からの外挿値よりも)解離しにくくなる事もわかった。解離定数の温度依存性から水和電子の比熱と評価したところC$$_{p}$$°(e$$^{-aq}$$)は25$$^{circ}$$Cで-11$$pm$$11calK$$^{-1}$$mol$$^{-1}$$となった。この値はアニオン種としては例外的に大きく、水和電子近傍の弱い結合を反映しているものと推定された。上記の平衡反応の反応速度のアレニウスプロットは、いずれも直線からのずれを示した。その原因についても考察を加えた。

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分野:Chemistry, Physical

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